Pesquisadores da Michigan State University desenvolveram uma simulação computacional que mostra que o colapso gravitacional pode produzir naturalmente estruturas de lóbulos duplos semelhantes a bonecos de neve no sistema solar exterior. Esses binários de contato compõem cerca de 10 por cento dos planetesimais no Cinturão de Kuiper além de Netuno. As descobertas, publicadas nos Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, explicam um enigma de longa data na astronomia.
Por décadas, astrônomos observaram que muitos corpos gelados no Cinturão de Kuiper se assemelham a bonecos de neve, com dois lóbulos arredondados conectados. O Cinturão de Kuiper, uma região além de Netuno repleta de remanescentes congelados da formação do sistema solar, contém esses planetesimais primitivos, que são blocos de construção remanescentes da criação de planetas. nnJackson Barnes, estudante de pós-graduação na Michigan State University, criou a primeira simulação que gera naturalmente esses binários de contato por colapso gravitacional. Usando o cluster de computação de alto desempenho no Institute for Cyber-Enabled Research (ICER) da MSU, o modelo trata os objetos em formação como retendo força estrutural, permitindo que dois corpos se assentem um contra o outro sem se fundirem em uma esfera. nnNa simulação, os planetesimais começam como nuvens rotativas de poeira e seixos atraídos pela gravidade, semelhante a flocos de neve formando uma bola de neve. Essas nuvens podem se dividir em dois corpos orbitando que gradualmente espiralam para dentro e fazem contato suavemente, preservando suas formas arredondadas. nnModelos anteriores, que simplificavam colisões como misturas fluidas, falharam em recriar a forma distinta de duas partes. Explicações anteriores envolviam eventos raros, mas como notou Seth Jacobson, professor de Ciências da Terra e Ambiental e autor sênior do artigo, «Se pensarmos que 10 por cento dos objetos planetesimais são binários de contato, o processo que os forma não pode ser raro». O colapso gravitacional se alinha com as observações de sua prevalência. nnA nave New Horizons da NASA destacou essas formas em janeiro de 2019 ao fotografar um binário de contato, incentivando um exame mais próximo dos objetos do Cinturão de Kuiper. Nessa região escassamente povoada, colisões são raras, permitindo que estruturas frágeis perdurem por bilhões de anos com poucos cráteres. nnBarnes enfatizou o avanço: «Estamos capazes de testar essa hipótese pela primeira vez de forma legítima». A equipe planeja estender o modelo para sistemas mais complexos, antecipando mais descobertas de missões futuras da NASA.